JPH0283610A - 操作間の依存関係を用いた操作の取り消し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■女夏 本発明は、操作間の依存関係を用いた操作の取り消し方
法、より詳細には、モデリングシステムやソフトウェア
管理システム、エディタなどの操作をシステムに与える
ことである状態（モデル形状やテキストなど）をつくり
だしていくシステムにおいて、既に行なわれた操作によ
って生成された状態を取り消すことを可能とする方法に
関する。

丈米挟権 計算機ハードウェアの急速な高機能・低価格化によって
、ソリッドモデルは従来の大型δ１算機を中心にしたも
のからワークステーションを中心にしたものへと移りつ
つある。そのようなモデリング環境では対話的・試行ｌ
ｉｔ誤的に設計・作業か進められることがこれまで以上
に必要となり、特にモデリングのやり直しが簡（１１に
できることはモデラの操作性にとって重要となる。現在
、３次元形状の設計においてソリッドモデルの有用性は
広く認められており、高度な機能をもつハードウェアの
低価格化、ネットワーク技術の進歩などによって、ソリ
ッドモデルはこれまでのメインフレームを中心としたも
のからワークステーションを中心としたものへと移りつ
つある。設計者ひとりひとりが１台のワークステーショ
ンを占有しながら形状設計をすすめていくような環境で
は、モデラは対話的な設計環境を十分に提供できなけれ
ばならない。

対話的な設計環境においては、設計者は、形状を「ため
しに」作ってみては、それが自分の頭の中にあるイメー
ジと一致するかどうか調べ、そうでなかったらまた元に
戻って新しい形状を作り直していく。設計作業は試行錯
誤の連続によって進められでいくことになり、このよう
な環境のもとでは、モデラに設計者のやり直し作業を十
分に支援できるだけの機能が必要となってくる。本出願
人は、このような形状生成の試行錯誤を支援するために
、設計者が過去に生成した形状をすばやく再生する方法
（ＵＮＤＯ・ＲＥＤＯ）を提案してきたＵ、　Ｃｈｉｙ
ｏｋｕｒａ　ａｎｄ　Ｆ、　Ｋｉｍｕｒａ、”　Ａ　Ｍ
ｅｔｈｏｄｏｆ　Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｔｈｅ　５
ｏｌｉｄ　Ｄｅｓｊ４ｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ、”ＩＩＥＥ
Ｅ　ＣＧ＆Ａ、Ｖｏｌ、　５．　Ｎｏ、　４．　Ａｐｒ
、　１９８５．　ｐｐ、３２−４１：ｔｌ、　Ｔｏｒｉ
ｙａ、　Ｔ、　５ａｔｏｈ、　Ｋ、Ｕｅｄａ　ａｎｄ　
Ｈ，Ｃｈｉｙｏｋｕｒａ。

”ＵＮＤＯａｎｄ　ＲＥＤＯ０ｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｆ
ｏｒ　５ｏｌｉｄ　Ｍｏｄｅｌ−ｊ、ｎｇ、”ＩＥＥＥ
　ＣＧ＆Ａ、　Ｖｏｌ、　６．　Ｎｏ、　４．　Ａｐｒ
、　１９８６゜ｐｐ、３５−４２．）。この手段によっ
て、必要のない形状生成を行なってしまった場合に、す
ばやく元の形状を再生成することが可能となる。

しかしながら、実際の形状設計の場面においては、生成
した形状のうちの一部分だけを作り直したいということ
がしばしば生じる。例えば、第４図のようなモデリング
を考えてみる。ここでは、まず、立体（ａ）の下部に溝
が作られ（ｂ）、面の一部が持ち上げらｔ＋、（ｃ）、
上部に溝が作られ（ｄ）、角の一部が落とされた（ｅ）
後にフィレットが生成されている（ｆ）。ここで、設計
者が全体の形状はそのままにして、立体の下部に作った
溝の幅をもっと広げたいと考えたとする。ところが、過
去に生成した形状を再生成できても、下部の溝の生成だ
けを取り消した状態を自動的に作り出すことはできない
。なぜならば、このモチリングの過程において、下部の
溝は存在していないが、それ以外の部分はそのまま残っ
ているという状態がどこにも存在していないからである
。形状の再生成機能では、設計者が戻したくないと思っ
ているところも含めてすべてを元に戻してしまう。その
ため、設計している形状が複雑になればなるほど、行な
ってきた操作の一部分だけを取り消す機能の必要性が望
まれる。

また、″「オペレーションに関する知識を用いた対話管
理Ｊ、６２年度Ｎ密工学会春季大会論文集、東京大学、
山ロ泰、木村文彦″においては、述語論理を使って、作
業履歴を蓄えることで、操作の取り消しやパラメトリン
クデザインを可能にした方法が提案されており、更に、
”　ｒＲｃｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎ
ｊ、ｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳｏｌｉｄＭｏｄｅｌｉ
ｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｓｓｕｍｐ
ｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄＴｒｕｔｈ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎ
ｃｅ　　Ｓｙｓｔｅｍ」、１９８８年東京大学工学部精
密機械工学科木村研究室テクニカルレボ−１〜、東京大
学乾正知、木村光彦″においては、ＡＴＭＳを使うこと
で、事実の集合に矛盾を追加することで操作の取り消し
を実現する方法が提案されている。

しかして、これらの方法においては、いずれも、Ｐｒｏ
ｌｏｇやＡＴＭＳなどの既知のデータ管理システムを利
用することで実現を図っているが、これらのデータ管理
システムは維持するデータが大きくなればなるほど応答
速度が極端に遅くなっていくという欠点があり、インタ
ラクティブな応用にはあまり向かない。

■−−−的 本発明は、」―述のごとき実情に鑑みてなされたもので
、特に、形状変形操作の一部だけを取り消す操作のキャ
ンセル方法において、設計者が行なってきた操作の間の
関係を依存関係のグラフとして蓄えておくことによって
操作のキャンセルを実現することを目的としてなされた
ものである。

購−一人 本発明は、上記目的を達成するために、モデリングシス
テムやソフトウェアのバージョン管理システム、エディ
タなどの操作をシステムに与えることである状態（モデ
ル形状やテキストなど）を作り出していくシステムにお
いて、全ての操作に、対応する逆の操作が存在するとい
う条件が満たされているときに、操作同士の順序関係を
生成することによって、既に行なわれた操作によって生
成された状態を取り消すことを可能とする方法を特徴と
するものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明
する。

以下、設計者が立体形状の生成を行なってぃく過程の表
現方法とそれによって設計者が過去に生成した立体形状
を再生成する方法について説明するが、本発明は、ソリ
ッドモデリングに限らず、ソフトウェアのバージョン管
理システムやエディタなどの計算機システムに対しても
適用できるものである。

まず、立体を変形するための原始的なオペレーションと
して、プリミティブ・オペレーションを用意する。すべ
ての形状変形操作はプリミティブ・オペレーションの列
に最終的に分解されて実行される。たとえば、第５図（
ａ）に示すような立体の面下を第５図（ｂ）に示すよう
に持ち上げる操作は、次の８つのプリミティブ・オペレ
ーションすなわち、（１）　ＭＥＶ、　　（２）　ＭＥ
Ｖ、　　（３）　ＭＥＶ、　　（４）ＭＥＶ、　　（５
）　ＭＥＬ、　　（６）　ＭＥＬ、　　（７）　ＭＥＬ
、　　（８）　ＭＥＬに分解されて実行される。プリミ
ティブ・オペレーションの特徴は、個々のオペレーショ
ンそれぞれに必ず一対一に対応する逆の形状変形を行な
うプリミティブ・オペレーションが存在することである
。表１は、このシステムで用いているプリミティブ・オ
ペレーションのうちの位相的な構造の変形を行なうオペ
レーションの例を示す。

表１（プリミティブ・オペレーション）以下においては
、操作とは一つ以上のプリミティブ・オペレーションよ
り成る、ある意味を持つた形状変形処理のことを言う。

たとえば、立体の面を持ち上げるのは操作であり、その
操作は前述のようないくつかのプリミティブ・オペレー
ションよりなっている。

第６図は、立体をモデリングしている例で、この場合、
立体は（Ａ、）→（Ａ、、１．）→（Ａｔ、　、）→（
Ａ工、３）→（Ａｔ、４）と作ったところで２回ＵＮＤ
Ｏをし、（八〇、２）の状態から別の形状を（Ａ工、２
）→（Ａ２２、）→（Ａ２．２）と生成し直し、さらに
２回ＵＮＤ○、１回ＲＥＤｏをして（Ａ工、３）の状態
からまた新たに形状（Ａ３，１）を生成し直したところ
を示している。設計者が行なう立体形状の生成の過程は
、このように木構造によって表現することができる。こ
れを立体生成水と呼ぶ。立体生成水の枝はその時点で実
行された操作に対応する。

すべての形状変形操作が前述のプリミティブ・オペレー
ションによって実現されていると、立体生成水の節ごと
に立体の形状データを持たせたりすることなしに立体形
状の再生成（ＵＮＤＯ・ＲＥＤ○）を実現することがで
きる。まず、各操作の実行のたびにいくつかのプリミテ
ィブ・オペレーションが実行されるが、そのプリミティ
ブ・オペレーション列を対応する立体生成水の枝に蓄え
ておく。ＵＮＤＯは、枝に蓄えられているプリミティブ
・オペレーションに対応する逆のオペレーションを逆順
に立体に対して行なうことで実現できることになる。な
ぜならば、そのようにすることによって立体に対してな
された形状変形を打ち消すちょうど反対の形状変形がな
されて、もとの立体形状が再生成されるからである。Ｒ
Ｅ　Ｄ　Ｏの場合の実現も簡単で、単に枝に蓄えられて
いるプリミティブ・オペレーションをそのまま実行す九
ばよい。

次に、操作のキャンセルの方法を述べる前に、設計者が
行なう操作の列がどのような構造を持ったものかについ
て説明する。設計作業とは、設計者が様々な操作をモデ
ラに与えていくことによってなされる。操作とは、設計
者がモデラに命令（コマンド）を入力し、その結果とし
てシステムが新たな形状を生成あるいは変更することで
ある。

つまり、操作を実行することによって、システム内部に
新たな形状が生成、あるいは、それまでに作られている
形状に変更が加えられるのである。

操作によって作り出される結果とは、 （１）ｔｆＩＬい形状の生成 （２）すてに存在している形状に対する変更のいずれか
（または両方）である。このうちの後者の結果は、操作
の順序関係を定義する。すなわち、「すでに存在してい
る形状」とは、それ以前に実行された操作（これを操作
Ａと呼ぶことにする）によって作られたかあるいは変更
されたものであるから、この「すでに存在している形状
」に対して変形を加える操作は操作Ａの結果に依存して
いる。設計者がモデリングの過程で行なう操作の列では
、おのおのの操作はその結果としである形状を作り出す
。大部分の操作はそ九以前になさ九た操作の結果作りだ
された形状に対してなんらかの変形を加えている。この
ように、設計者が行なう操作には操作同士の依存関係が
存在しており、この依存関係によって順序を定義するこ
とができる。一般にはその順序は半順序をなす。

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのモデリン
グで、この例では、立体（ａ）の面Ａ（ｂ）を持ち上げ
て（Ｃ）、丸め操作（ｅ）を行ない、面Ｂ　（ｂ）を持
ち」二ばて（ｄ）丸め操作（ｆ）を行なっている。操作
を実行した順序は（ａ）から（ｆ）までの順であるが、
（ｆ）の結果を得るための操作を実行する順序としては
、（ｃ）と（ｄ）のどちらを先に行なってもかまわない
し、（ｅ）と（ｆ）のどちらが先でもよい。

重要なのは、（ｃ）が（ｅ）よりも先に行なわれている
ことと、（ｄ）が（ｆ）よりも先に行なわれていること
である。この例でわかるように、ある２つの操作の間に
順序が定義できる。しかしながら、すべての操作同士で
順序関係が定義できるわけではないので、操作は半順序
をなす。この例の場合は、第２図に示したような半順序
が定義できる。一般に、ある操作が実行されると、ある
新しい状態がつくられる。別の操作は、その操作よすも
前に行なわれた操作によってつくられた状態を変更する
。このため、あとの操作は前に行なわ才した操作の結果
を利用しているという意味で依存関係があることがわか
る。たとえば、第１−図のような操作は、第２図のよう
な操作同士の依存関係によって定まるｊｌ「１序が定義
できる（なお、第２図の（ａ）〜（ｆ）は、第１図の（
ａ）〜（ｆ）に対応している）。このような依存関係を
あらかじめ生成しておくことにより、操作の一部を取り
消すには順序があとの操作、全ての逆操作をあらかしめ
実行しておいてからその操作の逆操作を実行すればよい
ことになる。この操作のキャンセルは。

実行された操作のうちの任意のひとつをＵＮＤＯするこ
とで実現できる。立体化成木の枝には各操作に対応した
プリミティブ・オペレーションが蓄えられているので、
キャンセルしたい操作に対応する枝をＵＮＤＯすればよ
いことになるが、どんな枝も無条件にＵＮＤＯできるわ
けではない。

たとえば、第１図の例を考えてみると、（ｃ）のキャン
セルを行なうためには、まず（ｅ）の操作があらかじめ
キャンセルされていなければならない。なぜならば、（
Ｃ）で生成された形状だけをキャンセルすると、（ｅ）
で生成した形状が宙に浮いてしまい、立体として認めら
れないからである。

一般に、ある操作をキャンセルするためには、前述の操
作の半順序関係において、キャンセルしようとする操作
よりも後にある操作がすべてキャンセルされていること
が必要である。半順序関係で、ある操作よりも後にある
操作とは、その操作に依存している操作であって、依存
しているものがなくなってしまうと、その操作の結果が
存在する基盤がなくなってしまう。したがって、そのよ
うなことが起こらないようにするため、あらかじめ順序
が後の操作をすべてキャンセルしておかなければならな
い。

あるいは１次のように考えることもできる。ある操作が
ＵＮＤＯできるためには、その操作が関係する形状の状
態が操作を実行する直前の状態と同しであればよい。す
なわち、操作によって変化する形状要素（稜線や頂点な
ど）の位相的あるいは幾何学的なデータがその操作を最
初に実行した直後の状態と同じであることがＵＮＤＯで
きるための七分条件である。そして、この十分条件は、
半順序関係でその操作よりも後にある操作がすべてＵＮ
ＤＯされていれば満たされる。

以上より、操作のキャンセルはキャンセルしようとする
操作よりも順序関係で後にある操作をあらかじめすへて
ＵＮＤＯしたのち目的の操作をＵＮＤＯすることで実現
できることがわかる。表２にこのキャンセルの手続きを
示す。

表２（キャンセ、ルの手続き） １＊　ｕｎｄｏ（ｏｐ）は、ｏｐに対応する立体生成水
の枝中どの操作同士に依存関係があるのかは立体生成過
程の本構造からだけでは明らかではない。このため、操
作の実行時に操作がどの操作に依存しているかを児つけ
だし、その操作同士の依存関係に従って操作の半順序を
表わすグラフを生成しておく。キャンセルの時には操作
の依存関係をこのグラフを参照しながらみつけだせばよ
い。

操作の依存関係を知るためには、操作が変更を行なった
形状要素（綾線や頂点など）にその操作へのポインター
を情報として蓄えておく。操作がある形状要素を変更し
ようとすると、その形状要素に蓄えられているポインタ
ーが指している操作が依存する操作となるので、依存す
る操作を高速にみつけだすことができる。

ソリノトモデラの場合、形状要素には多くの情報が付加
されているのが普通であり、操作へのポインター情報を
付加することはそれほど大きなオーバーヘッドとはなら
ない。

キャンセルを実現するために必要な情報は形状要素に持
たせる操作へのポインターと半順序関係のグラフである
。Ｕ　Ｎ　Ｄ　Ｏ−ＲＥ　Ｄ　Ｏを行なうと、これらの
情十μも元の状態に戻す必要がある。そこで、この２つ
の情報を更新する処理をそれぞれプリミティブ・オペレ
ーションとして実現する。操作実行中に生じるこれらの
更新はプリミティブ・オペレーションとして行なわれる
ことによって立体生成水に他のプリミティブ・オペレー
ション同様に蓄えられる。そうすることにより、ＵＮＤ
Ｏを行なうとポインターと半順序グラフも自動的に戻せ
るようになり、キャンセルとＵ　Ｎ　ＤＯ・ＲＥＤＯの
共存が可能となる。

第３図は、キャンセルの例で、ここでは、（ｂ）で生成
した溝を、（ｅ）までモデリングを進めたところで取り
消している。（ｆ）はキャンセルを行なった結果である
。（ｇ）は、溝を取り消した後で、新たに作り直したと
ころを示している。

而して、本発明を実現するための前提は、プリミティブ
・オペレーションの存在である。Ｕ　Ｎ　ＤＯ−ＲＥＤ
Ｏおよびキャンセルを行ないたい操作がすべてプリミテ
ィブ・オペレーションによって実現することができて、
かつ、すべてのプリミティブ・オペレーションに対して
対応する逆のオペレーションが存在すれば、ソリノドモ
デラ以外の計算機システムでもＵＮＤＯ−ＲＥＤＯ，キ
ャンセルを実現することができる。

本発明では、実行されたプリミティブ・オペレーション
を本構造を用いて蓄えている。蓄えたプリミティブ・オ
ペレーションとは操作を実行する前と後との状態の差分
を表わす。プリミティブ・オペレーションの列を記憶し
ておくことは、最初の状態から現在の状態までの差分を
蓄えておくことに相当し１作業履歴のデータ量は、対象
としているもののデータ量に比較するとそれほど膨大化
することはない。なお、操作の再試行やキャンセルを実
現する方法として、ｒＭ、　Ｉｎｕｉ　ａｎｄ　Ｆ。

Ｋｉｍｕｒａ、　　”Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　
ａｎｄ　Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆＳｏｌｉｄ　
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａ
ｓｓｕｍｐｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ　Ｔｒｕｔｈ　Ｍａｉ
ｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ、”　５ａｔａ　＆Ｋ
ｉｍｕｒａ　Ｌａｂ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒ
ｔ、　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎ
　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｅｎｇｒ、　　Ｆａｃｕｌｔｙ
　ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　Ｔｈｅ　Ｕｎｉｖｅ
ｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｏｋｙｏ、１９８８．Ｊでは、Ａ
　Ｔ　Ｍ　Ｓ　　（Ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ−ｂａａｅｄ
　ＴｒｕｔｈＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）
“Ｊ、　ｄｅ　Ｋｉｅｅｒ、　”ＡｎＡｓｓｕｍｐｔｉ
ｏｎ−ｂａｓｅｄ　Ｔｒｕｔｈ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃ
ｅ　５ｙｓｔｅ＋＋＋。

“Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、
　Ｖｏｌ、　２８．　　Ｎｏ、　２゜１９８６、　Ｐｐ
、１２７−１６２．′を利用することを提案しているが
、本発明は、ＡＴＭＳのような大がかりなデータ管理機
構を用意することなしに実現することができる。また、
本発明に基づいて、ソリッドモデリングシステムＤＥＳ
ＩＧＮＢＡＳＥに実際に操作のキャンセル機能を組み込
んで、高速な応答性を失わずにキャンセルすることがで
きた。

紘−一米 以上の説明から明らかなように１本発明によると、モデ
リングシステムやソフＩ−フェアのバージョン管理シス
テム、エディタなどの操作をシステムに与えることであ
る状態（モデル形状やテキストなど）を作り出していく
システムにおいて、全ての操作に、対応する逆の操作が
存在するという条件が満たされているときに、操作同士
の順序関係を生成することによって、既に行なわれた操
作によって生成された状態を取り消すことを可能とする
ことができ、特に、１＠の操作で変更、参照するデータ
の量を最小限にすることによって、従来のモデラ自体の
応答速度をそれほど低下させずにして、操作の取り消し
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、形状変形操作の一例を説明するための図、第
２図は、操作の半ｊ頑序関係を示す図、第３図は、操作
のキャンセルの一例を示す図、第４図は、モデリングの
例を説明するための図、第５図は１面を持ち上げる操作
の一例を説明するための図、第６図は、立体生成水の一
例を説明するパめの図である。 特許出頴人 株式会社 リコー 第１図 （ａ） （ｄン ＜ｂ＞ （ｅ） （Ｃン （ｆ） 第 図 （ｂ）２ （ｄ）４ （Ｃン３ （ｆ）６ （ｅ）５ 第 図 第 図 （Ｃ７） ＜ｄ） （ｂ） ＜ｅ） （Ｃ） （ｆ） 第 図 （Ｑ） ＜ｅ） 第 図 ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１、全ての操作において、対応する逆の操作が存在す
   るという条件が満たされているときに、操作同士の順序
   関係を生成することによって、すでに行なわれた操作に
   よって生成された状態を取り消すことを可能とする操作
   間の依存関係を用いた操作の取り消し方法。